烧结钕铁硼磁体的晶界扩散技术

永磁体是否具有实用性,取决于其在不同外部条件下的磁性能稳定性。更高的Br内禀矫顽力分别具有较强的磁场强度和较好的抗干扰能力。(BH)马克斯值代表永磁体提供静磁能量的能力。较高的磁铁(BH)马克斯能够以更少的消耗提供相同的磁场强度,那么永磁体的发展历史本质上就是追求更高的磁性能的进步。

晶界扩散技术

大多数稀土元素都能形成稀土214B与铁(Fe)和硼(B)化合物,然后是Nd214其中B化合物的饱和磁化强度最高214B的化合物。Nd214B化合物还具有功能磁晶各向异性场。此外,地壳中钕的储量相对丰富,可以保持供应链的稳定性和成本优势。

晶界扩散技术2

大量显微组织观察表明,该合金中存在六种相狗万2.0 .Nd214由于B主相和富nd相对磁性能有显著的影响,因此人们对它们比较熟悉。Nd214主相是唯一的硬磁相狗万2.0 它的体积分数将决定Br(BH)马克斯.富nd相在合金的磁硬化过程中起着关键作用狗万2.0 .富nd相的组成、结构、分布和形貌对工艺条件高度敏感。富nd相以层状结构的形式较好地分布在晶界区。

2 .晶界扩散技术

烧结钕磁铁矫顽力的增强

风能发电机新能源车辆,节能家电,最新的移动智能终端都需要狗万2.0 具有较高的(BH)马克斯内禀矫顽力.这始终是一个重要的问题内禀矫顽力但仍然保持在高位Br(BH)马克斯.内在的强制性狗万2.0 主要受它们自身的微观结构和成分的影响。组织优化的重点在于晶粒细化和调整富nd相分布。可以通过添加其他元素来优化组成,以增强主相晶粒的磁晶各向异性场。的矫顽力之间存在正相关关系狗万2.0 以及主相晶粒的磁晶各向异性场。也就是说,磁晶各向异性场越高,烧结钕铁硼磁体的矫顽力越高。H一个Dy的214B和结核病214B比Nd高得多214在主相晶格中加入少量Dy或Tb元素取代Nd原子形成(Nd, Dy)214B或(Nd, Tb)214B带有更高的H一个可以有效地改善内禀矫顽力.常用的方法有传统的合金化法、晶界改性法和晶界扩散法。

合金化过程

合金化是指在合金的成分中加入一定比例的稀土元素Dy或Tb狗万2.0 ,则熔炼后各元素成分均质化。矫顽力机制狗万2.0 表明反磁畴倾向于在主相边界区域成核,重稀土元素的均匀分布将造成资源的浪费和成本的增加。最重要的是,Fe原子与Dy原子之间的反铁磁耦合会产生强烈的磁稀释效应,实质上恶化Br(BH)马克斯

晶界扩散技术——4

2010年以来DyFe价格趋势

2010年以来结核病价格趋势

晶界改性过程

为了提高稀土元素的利用率,避免磁稀释效应,提出了晶界改性工艺。晶界改性过程需要产生Nd214B主合金和富稀土辅助合金,然后将两种合金按一定比例混合后压制烧结。Dy和Tb在烧结过程中从晶界向主相晶粒扩散,形成(Nd, Dy)214B或(Nd, Tb)214B磁硬化层在主相边界区域,反磁畴形核减少。在晶界变质过程中,重稀土元素仍不可避免地存在于主相晶粒内部,并产生磁稀释效应。晶界变质过程对后续的晶界扩散过程具有一定的启发意义。

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晶界扩散过程

晶界扩散过程是先在磁体表面引入HREE层,然后在富nd相熔点以上进行真空热处理。因此,重稀土元素沿晶界扩散到磁体中,形成(Nd, Dy, Tb)214围绕主相晶粒的B型核壳结构。此时,主相的各向异性场增强,晶界相变得更连续、更直,主相晶粒间的磁交换耦合减弱。晶界扩散过程的最显著特征是使磁体在保持高剩磁的同时增加了本征矫顽力。与合金化工艺不同,在传统的高矫顽力工艺中,重稀土元素不需要进入主相,从而大大降低了重稀土元素的含量和成本价格狗万2.0 .晶界还可以制造一些以前用合金化工艺无法想象的新牌号,如N54SH和N52UH。

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加工后进行晶界扩散处理。HREE层可以通过喷涂、物理气相沉积(PVD)、电泳或热蒸发得到。

GBD magnet-3

晶界扩散(GBD)过程的局限性

晶界扩散过程主要受磁体厚度和增强程度的限制内禀矫顽力随厚度的增加而减小。提高扩散温度或延长扩散时间可以提高扩散HREE的深度和浓度,进而提高HREE核壳结构的体积分数。但是,过度的扩散温度和时间会导致主相晶粒长大,同时富nd相的相结构和分布也会发生变化。

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晶粒边界扩散(GBD)磁体的磁性能

年级

剩磁

Br

矫顽力

六氯苯

内在的矫顽力

内禀矫顽力

Max。能源产品

(BH)马克斯

温度系数 Max。工作温度
Typ。 分钟。 Typ。 分钟。 分钟。 Typ。 分钟。 Br 内禀矫顽力
T 公斤 T 公斤 kA / m kOe kA / m kOe kA / m kOe kJ / m3. MGOe kJ / m3. MGOe % /℃ % /℃
G54H 1.47 14.7 1.45 14.5 1136 14.3 1109 13.9 1353 17 430 54 414 52 -0.11 -0.55 120
G52H 1.44 14.4 1.43 14.3 1113 14 1090 13.7 1353 17 414 52 398 50 -0.11 -0.55 120
G54SH 1.47 14.7 1.45 14.5 1136 14.3 1109 13.9 1592 20. 430 54 414 52 -0.11 -0.5 150
G52SH 1.44 14.4 1.43 14.3 1113 14 1090 13.7 1592 20. 414 52 398 50 -0.11 -0.5 150
G50SH 1.42 14.2 1.4 14 1097 13.8 1071 13.5 1592 20. 398 50 382 48 -0.11 -0.5 150
G48SH 1.39 13.9 1.37 13.7 1074 13.5 1048 13.2 1592 20. 382 48 366 46 -0.11 -0.5 150
G45SH 1.35 13.5 1.33 13.3 1043 13.1 1018 12.8 1592 20. 358 45 342 43 -0.11 -0.55 150
G52UH 1.44 14.4 1.43 14.3 1113 14 1090 13.7 1990 25 414 52 398 50 -0.11 -0.5 180
G50UH 1.42 14.2 1.4 14 1097 13.8 1071 13.5 1990 25 398 50 382 48 -0.11 -0.5 180
G48UH 1.39 13.9 1.37 13.7 1074 13.5 1048 13.2 1990 25 382 48 366 46 -0.11 -0.5 180
G45UH 1.35 13.5 1.33 13.3 1043 13.1 1018 12.8 1990 25 358 45 342 43 -0.11 -0.5 180
G42UH 1.31 13.1 1.29 12.9 1012 12.7 987 12.4 1990 25 334 42 318 40 -0.11 -0.5 180
G40UH 1.28 12.8 1.26 12.6 989 12.4 964 12.1 1990 25 318 40 303 38 -0.11 -0.5 180
G48EH 1.39 13.9 1.37 13.7 1074 13.5 1048 13.2 2389 30. 382 48 366 46 -0.11 -0.5 200
G45EH 1.35 13.5 1.33 13.3 1043 13.1 1018 12.8 2389 30. 358 45 342 43 -0.11 -0.5 200
G42EH 1.31 13.1 1.29 12.9 1012 12.7 987 12.2 2389 30. 334 42 318 40 -0.11 -0.5 200
G40EH 1.28 12.8 1.26 12.6 989 12.4 964 12.1 2389 30. 318 40 303 38 -0.11 -0.5 200
G38EH 1.25 12.5 1.23 12.3 966 12.1 941 11.8 2389 30. 302 38 287 36 -0.11 -0.5 200
G35EH 1.2 12 1.18 11.8 927 11.7 903 11.3 2389 30. 279 35 263 33 -0.11 -0.5 200
G45AH 1.35 13.5 1.33 13.3 1043 13.1 1018 12.8 2787 35 358 45 342 43 -0.11 -0.5 220
G42AH 1.31 13.1 1.29 12.9 1012 12.7 987 12.4 2787 35 334 42 318 40 -0.11 -0.5 220
G40AH 1.28 12.8 1.26 12.6 989 12.4 964 12.1 2787 35 318 40 303 38 -0.11 -0.5 220
G38AH 1.25 12.5 1.23 12.3 966 12.1 941 11.8 2787 35 302 38 287 36 -0.11 -0.5 220
G35AH 1.2 12 1.18 11.8 927 11.7 903 11.3 2787 35 279 35 263 33 -0.11 -0.5 220
G33AH 1.16 11.6 1.14 11.4 986 11.3 872 11 2787 35 263 33 247 31 -0.11 -0.5 220
G30AH 1.1 11 1.08 10.8 850 10.7 826 10.4 2787 35 239 30. 223 28 -0.11 -0.5 220
  • 上述磁性和物理性质数据是在室温下给出的。
  • 磁体的最大工作温度随长径比、镀层厚度等环境因素的变化而变化。

1评论

  1. 有些等级很高,很难达到

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